Einführung in die Theorie und Praxis Geographischer Informations-Systeme Sommersemester 2003

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Theorie und Praxis Geographischer Informations-Systeme

Ziele des Seminars...

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Island 1528 Benedetto Bordone

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Herodot 450bc

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Isidore of Seville (um 630 n. Chr.)

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HVV

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„analoge“ Karte „Karten“ im GIS

Karten auf Papier Karten am Bildschirm

Präsentation und Speicherung in einem einzigen Medium

Aufteilung zwischen Präsentation und Speicherung

2-dimensionale Abbildung 2- & 3-dimensionale Abbildung

statische Visualisierung dynamische Visualisierung, Animation

Einzeldokument „Mehrfachdokument“: Karte, Tabelle, Diagramm

Karten hergestellt für breites Publikum Karten hergestellt für individuellen Bedarf

Karten zeigen bekanntes, gesichertes Wissen „Karten“ dienen der Gewinnung neuer Information (Analysefunktion)

„Einbahnkommunikation“ zwischen Karte und Publikum: Die Karte vermittelt, kann aber

nicht auf Fragestellungen reagieren

„Zweibahnkommunikation“ zwischen Karte und Nutzer: interaktiver Dialog über

Computerabfrage

Karten werden von Kartographen hergestellt Karten werden zunehmend vom Kartennutzer selbst hergestellt

Verwaltung und Wirtschaft diktieren die kartographische Produktion

Der Kartennutzer produziert seine Karte nach individuellem Bedarf

„analoge“ und „digitale“ Karten...

Geo/Attributdaten

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Grundlagen: Geo-Daten / AttributdatenWomit beschäftigt sich die Geographische Informationsverarbeitung?

Daten mit räumlichem Bezug Diese Daten beschreiben Objekte, die charakterisiert sind durch:

1. geographische Daten, die die Lage von Objekten im 2-dimensionalen Raum beschreiben (durch Koordinaten)

2. Sach- oder Attributdaten, die Eigenschaften der Objekte unabhängig von ihrer geographischen Lage beschreiben (z.B. Name, Einwohnerzahl einer Stadt, Bodentyp, Bestandesalter)

Was benötigt man zur Geographischen Informationsverarbeitung?

Hardware Software Daten (auch Software) Brainware

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GIS-Projekte - Hardware, Software, Daten, Brainware...

Visualisierung von Sach- / Attributdaten in gedruckte Karten oder Bildschirmpräsentationen

räumliche Analysen

... etwa zur Beantwortung von Fragen wie:

„Wie viele Objekte liegen in einem Streifen von 100m beiderseits einer Straße? Welche Eigenschaften haben diese Objekte?“

„Wie viele und welche Punkte liegen in einer Fläche?“

„Wie gelangt man am schnellsten von einem Punkt zu einem anderen?“

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Geographische Informationsverarbeitung: Kartographie- und GIS-Programme

Desktop-Mapping-Systeme (Kartografie-Programme), die vorwiegend die Erstellung

von Karten, nicht jedoch weiterführende Analysen

erlauben.

Geographische Informations-Systeme (GIS)

im „eigentlichen“ Sinn, die genau auf solche Analysen spezialisiert sind, nebenbei aber

auch die Funktion eines Desktop-Mapping-Systems haben. Sie stellen i.a. wesentlich höhere Anforderungen an die Computer-

Hardware und den Benutzer.

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EVAP-Prinzip im GIS

... raumbezogener Daten.

Erfassung

Verwaltung

Analyse

Präsentation

GIS-Programme dienen zur...

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Kartographie-Programm versus GIS

Kartographie-Programm

(Desktop-Mapping-System)

GIS

Schwerpunkt liegt auf Erfassung und Präsentation (E + P aus E V A P)

Alle Komponenten des E V A P-Konzepts werden unterstützt

Hauptzweck: Erzeugung thematischer oder topographischer Karten

Visualisierung ist nur eine von vielen Funktionen

Analysefunktionen sind nicht vorhanden oder nur schwach entwickelt

Analysefunktionen bilden den Schwerpunkt der GIS-Funktionalität

Allerdings ist die Unterscheidung in „Kartographie-Programme“ einerseits

und „GIS“ andererseitsnicht immer scharf durchzuführen.

Desktop-Mapping-Systeme übernehmen immer mehr Aufgaben, die ursprünglich als reine GIS-

Aufgaben angesehen wurden. Möglicherweise wird die Unterscheidung zwischen GIS und Desktop-Mapping-Systemen in Zukunft hinfällig werden.

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Geo-Datenformate: Raster- und Vektor-Systeme

Vektor-Systeme

Die einzelnen Objekte werden durch Grenzlinien beschrieben

Nahezu beliebige Auflösung (Vergrößerung) ist möglich

Jedes Element/Objekt hat eine Verbindung zu beschreibenden Daten (Attributdaten)

Raster-Systeme

Der Datensatz setzt sich aus lauter einzelnen Zellen (Pixeln) zusammen

Die mögliche Auflösung hängt direkt von der Größe der Zellen ab

Jede Zelle bekommt einen Wert (Grauwert oder Farbe) zugeordnet

Geographische Informations-Systeme können generell in zwei „Schienen“ eingeteilt werden:

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Geo-Datenformate: Raster- vs. Vektor-Daten

Es gibt GIS, die mit sowohl mit Raster- als auch mit Vektordaten umgehen können. Dazu gehören ARC/INFO und ArcView (mit der Erweiterung Spatial Analyst). Solche GIS werden als „Hybrid-Systeme“ bezeichnet.

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Organisation der Geodaten im GIS: Layer-Prinzip

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Einsatzbereiche Geographischer Informations-Systeme

Raumordnung (Planung von Kanalnetzen, Verkehrswegen, Standortsuche, z.B. Deponien...)

Räumliche Planung und Entwicklung (Stadtplanung, Landschaftsplanung...)

Umweltschutz (UVP, Biotop- und Nutzungstypen, Altlastenkataster, Nationalparkverwaltung ...)

Notdienste / Einsatzplanung (Polizei, Feuerwehr, Rettungsdienste...)

Versorgungsunternehmen (Wasser, Strom, Gas, Telefon...)

Mobilfunkbetreiber (Standortsuche f. Sendeanlagen, Abdeckung...)

Wissenschaft (Geographie, Geologie, Biologie...)

Navigationssystemanbieter (z.B. für Schiffe, Flugzeuge, Taxis, private PKW...)

Militär (Logistik, Navigation, Einsatzplanung...)

Vermessungs- und Katasterwesen (ATKIS)

Marketing (Abschätzung von Kundenpotentialen)

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